配電變壓器常見故障分析及預防措施

摘 要：配電變壓器是配電網中的主要設備，也是工農業生產、居民生活用電中供給動力的重要來源。一旦發生故障，將給社會帶來一定的經濟損失。為了減少配電變壓器故障發生的概率、提高供電可靠性，本文通過對電力系統中配電變壓器常見的故障類型及故障原因進行分析，并提出相應的防范措施，給配電運行人員提供參考，以減少配電變壓器的故障。

關鍵詞：配電變壓器；故障分析；預防措施

隨著經濟的飛速發展，電力需求旺盛，配電變壓器在電力系統及生產生活中占據著至關重要的地位。雖然經過多年配網改造，配電變壓器高低壓都有配套預防故障的保護裝置，使配電變壓器損壞發生率下降到目前每年的3%～5%左右，但由于雷擊、高溫過負荷等原因，故障發生的數量還很大。配電變壓器的故障逐漸成為配網的主要故障。損壞的配電變壓器不僅增加了管理費用的壓力，還影響了工農業生產、居民生活的正常用電，成為最困擾基層管理單位供電管理的實際問題。需要通過認真總結和分析配電變壓器故障的類型和原因，采取正確的預防措施，為配電變壓器的運行管理提供借鑒和參考。

1 配電變壓器常見故障類型

由于配電變壓器本身故障或操作不當而引起，繞組故障、鐵芯故障、套管故障、二次側短路、過電壓引發的故障、熔體選擇不當故障、分接開關故障、其他絕緣故障

2 配電變壓器常見故障原因分析

繞組故障。變壓器電流激增，由于部分低壓線路維護不到位，經常發生短路，發生短路時變壓器的電流超過額定電流幾倍甚至幾十倍，線圈溫度迅速升高，導致絕緣老化，同時繞組受到較大電磁力矩作用，發生移位或變形，絕緣材料形成碎片狀脫落，使線體裸露而造成匝間短路。

鐵芯故障。運輸不正確，生產工藝不良，安裝或檢修時沒及時清除雜物等引起鐵芯多點接地。鐵芯的穿心螺栓、夾板與鐵軛的緊固螺絲松動，套管損壞后與鐵芯接觸，形成多點接地，造成鐵芯局部過熱而損壞線圈絕緣；鐵芯與夾板之間有金屬異物或金屬粉末，在電磁力的作用下形成“金屬橋”，引起多點接地。鐵芯硅鋼片短路。雖然硅鋼片涂有絕緣漆，但其絕緣電阻小，只能隔斷渦流，當硅鋼片表面上的絕緣漆因運行年久，翹腳、絕緣老化或損傷后，將產生很大的渦流損耗，鐵芯局部發熱，造成變壓器繞組絕緣擊穿短路而燒毀，套管故障。套管閃絡放電。膠珠老化滲油，將空氣中的導電塵埃吸附在套管表面形成積垢，在大霧或小雨時造成污閃，使變壓器高壓側單相接地或相間短路；變壓器箱蓋上落異物，引起套管放電或相間短路；變壓器套管因外力沖撞或機械應力、熱應力而破損也是引起閃絡的因素。

二次側短路。當變壓器發生二次側短路、接地等故障時，二次側將產生高于額定電流20～30倍的短路電流，一次側必然要產生很大的電流來抵消二次側短路電流的消磁作用，大電流在線圈內部產生很大的機械應力，致使線圈壓縮，絕緣襯墊、墊板松動，鐵芯夾板螺絲松弛，高壓線圈畸變或崩裂，導致變壓器發生故障。

過電壓引發的故障。雷擊過電壓，配電變壓器的高低壓線路大多采用架空線路，在郊區空闊地帶受雷擊的幾率較高，線路遭雷擊時，在變壓器繞組上產生高于額定電壓幾十倍以上的沖擊電壓，若安裝在配電變壓器高低壓出線的避雷器不能起到有效的保護作用或本身存在某些隱患，如避雷器沒有同期投入運行、避雷器接地不良或接地電阻超標等，則配電變壓器遭雷擊損壞將難以避免。

熔體選擇不當。配電變壓器通常采用熔斷器保護，若熔斷電流選擇過小，則在正常運行狀況下極易熔斷，若熔斷電流選擇過大，將起不到保護作用。熔絲的選擇標準為：容量在100kVA以上的變壓器一次側要配置1.5～2.0倍額定電流的熔絲；容量在100kVA以下的變壓器一次側要配置2.0～3.0額定電流的熔絲；低壓側熔斷件應按1.1倍額定電流選擇。

分接開關故障。分接開關壓接不良，本身質量差，結構不合理，彈簧壓力不夠，動靜觸頭不完全接觸，錯位的動靜觸頭之間的絕緣距離變小，在兩抽頭之間發生放電或短路，易燒毀變壓器抽頭線圈或整個繞組；人為原因，個別電工對無載調壓的原理不清楚，調壓后導致動靜觸頭部分接觸、靜觸頭有污垢造成接觸不良而放電使變壓器燒毀。

其它故障。配電變壓器在日常運行維護管理中，經常出現的問題：一是檢修或安裝過程中，緊固或松動變壓器導電桿螺帽時，導電桿隨著轉動，可能導致二次側引出的軟銅片相碰，造成相間短路或一次側線圈引線斷；二是進行檢修不慎掉下物體、工具砸壞套管，輕則造成閃絡接地，重則造成短路；三是在變壓器低壓側裝有防盜計量箱，由于空間問題、工藝壓接不好，有的直接用導線纏繞，致使低壓側接觸電阻過大，大負載運行時發熱、打火，使導電桿燒壞。

3 防止配電變壓器損壞的預防措施

3.1 做好運行前的檢查測試

配電變壓器投運前必須進行現場檢測。①油枕上的油位計應完好，油位清晰且在與環境相符的油位線上。油位過高，變壓器投入運行帶負荷后，油溫上升，油膨脹可使油從油枕頂部的呼吸器連接管處溢出；過低，則在冬季輕負荷或短時間內停運時，可能使油位下降至油位計看不到油位。②套管、油位計、排油閥等處是否密封良好，有無滲油現象。③防爆管（呼吸氣道）是否暢通完好，呼吸器的吸潮劑是否失效。變壓器的外殼接地是否牢固可靠，因為它對變壓器起著直接的保護作用。④變壓器一、二次出線套管及它們與導線的連接是否良好，相色是否正確。⑤變壓器上的銘牌與要求選擇的變壓器規格應相符。⑥用1000～2500V兆歐表測量變壓器的一、二次繞組對地絕緣電阻（非被測量繞組接地），以及一、二次繞組間的絕緣電阻，并記錄測量時的環境溫度。絕緣電阻的允許值應與歷史情況或原始數據相比較，不低于出廠值70%（溫度不同時，應換算到同一溫度再進行比較）。測量變壓器各相直流電阻的相互差值應小于平均值的4%，線間直流電阻的相互差值應小于平均值的2%。

若檢查全部合格，將100℃以上的酒精溫度計插入該變壓器測溫孔內，以便隨時監測變壓器的運行溫度，再將變壓器空投（不帶負荷），檢查電磁聲有無異常，測量二次側電壓是否平衡，如平衡，說明變壓器變比正常，無匝間短路，變壓器可以帶負荷正常運行了。

3.2 運行中注意事項

①在使用配電變壓器的過程中，一定要定期檢查三相電壓是否平衡，如嚴重失衡，應及時調整。同時檢查變壓器的油位、溫度、油色正常，有無滲漏，呼吸器內的干燥劑顏色有無變化，如已失效要及時更換，發現缺陷及時消除。②定期清理配電變壓器上的污垢，安裝套管防污帽，檢查套管有無閃絡放電，接地是否良好，有無斷線脫焊斷裂現象，定期搖測接地電阻。③在拆裝配電變壓器螺桿有轉動情況，必須嚴格處理，確認無誤后方可投運。合理選擇二次側導線的接線方式。在接觸面上涂上導電膏，以增大接觸面積與導電能力，減少氧化發熱。④在配電變壓器一、二次側裝設避雷器，并將避雷器接地引下線、變壓器的外殼、二次側中性點3點共同接地。⑤避免三相負載不平衡運行。若在最大負荷期間測得的三相最大不平衡電流或中性線電流超過額定電流的25%時，應將負荷在三相間重新分配。⑥配電變壓器二次短路是造成變壓器損壞的最直接的原因，合理選擇配電變壓器的關健所在。⑦一般情況下配電變壓器的高壓側（跌落保險）熔絲選擇在1.2～1.5倍高壓側額定電流以內，低壓側按額定電流選用，在此情況下，即使發生低壓短路故障，熔絲也能對變壓器起到應有的保護作用。

參考文獻

[1]配電線路運行[M].中國電力出版社

[2]配電線路檢修[M].中國電力出版社

[3]變壓器運行維護與故障分析處理[M].中國電力出版社

[4]配電線路及設備運行規程[M].中國電力出版社

作者簡介：吳曉剛（1964-），男，畢業于哈爾濱電力學校發電廠及電力系統專業，1985年8月至今牡丹江供電公司寧安供電公司從事配電運檢工作，現任配電運檢班運行組長，技師。